FR3048394A1

FR3048394A1 - Ecran orientable a deux axes motorises pour planche de bord automobile

Info

Publication number: FR3048394A1
Application number: FR1657369A
Authority: FR
Inventors: Stephane Melou
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Current assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2017-09-08

Abstract

Système multimédia d'interaction homme-machine, comprenant une embase de fixation, reliée solidairement à une planche de bord de véhicule automobile, un écran (1) d'affichage monté sur l'embase de fixation via une articulation à au moins deux axes motorisés, une caméra (intégrée dans l'écran ou non), configuré pour détecter la position des yeux (E1,E2) du conducteur et/ou du passager (E1', E2') avant et la position d'au moins une source lumineuse prépondérante (LS) par rapport à l'écran, une unité de commande, (distincte ou intégrée à l'écran) configurée pour provoquer un déplacement de l'écran afin d'éviter que les yeux perçoivent un reflet de la source lumineuse prépondérante, et procédé associé.

Description

La présente invention concerne les écrans d’affichage dans les véhicules automobiles, en particulier les écrans agencés en position centrale de planche de bord, notamment en position médiane entre conducteur et passager avant, c’est-à-dire grosso modo entre le volant et la boite à gants située du côté passager. En effet, dans les configurations les plus récentes, on dispose dans cette position un grand écran multimédia, souvent tactile. Souvent la face utile d’un tél écran est presque verticale avec une légère inclinaison vers l’avant, pour suivre la descente centrale de la planche de bord vers la console disposée entre les sièges avant.

On connaît de tels écrans, par exemple du document EP 1 020 329. Selon ce document, il est proposé un seul axe de rotation pour orienter l’écran soit vers le conducteur soit vers le passager avant, ceci étant commandé manuellement, sans automatisme, et avec un écran de petite taille.

Il s'avère toutefois que la tendance est à une augmentation significative de la taille des écrans multimédia en centre de planche de bord. Ceci entraine une augmentation du risque d’avoir un reflet d’une source lumineuse, interne ou externe, qui gêne la lisibilité des informations affichées, du point de vue de conducteur et/ou du point de vue du passager avant.

Il est donc apparu un besoin d'améliorer la lisibilité des informations affichées, du point de vue du conducteur et/ou du point de vue du passager avant, dans des conditions d’environnement lumineux très diverses, et en particulier d’éviter certains phénomènes de réflexion lumineuse.

De plus, il est de plus en plus courant d'utiliser des écrans tactiles dans le contexte d'un intérieur automobile et ceci est à prendre en compte dans les nouvelles solutions à proposer. À cet effet, il est proposé ici un système multimédia d’interaction homme-machine, comprenant : • une embase de fixation, reliée solidairement à une portion centrale de planche de bord de véhicule automobile, • un écran d’affichage monté sur l’embase de fixation via une articulation à au moins deux axes motorisés, • une caméra, intégrée dans l’écran ou non, configurée pour détecter la position des yeux du conducteur et/ou du passager avant et pour détecter la position d’au moins une source lumineuse prépondérante par rapport à l’écran, • une unité de commande, distincte ou intégrée à l’écran, configurée pour provoquer un déplacement de l’écran afin d’éviter que les yeux perçoivent un reflet de la source lumineuse prépondérante.

Grâce à ces dispositions, on parvient à diminuer voire annuler le risque de réflexion lumineuse qui gêne la lisibilité de l’écran et des informations affichées. L’unité de commande, après avoir repéré, au moyen de la caméra, la position de la source lumineuse, calcule les trajets optiques qui se réfléchissent sur l’écran, et dans le cas où certains des rayons réfiéchis croisent les yeux du conducteur, alors l’unité de commande déclenche via un ou deux des axes motorisés, un déplacement angulaire de l’écran pour éloigner le faisceau des rayons réfléchis de la zone des yeux du conducteur. Un calcul similaire est fait pour le passager avant notamment si l’unité de commande dispose de l’information de la présence ou non de tel passager dans le véhicule.

Si la caméra détecte plus d’une source lumineuse puissante, alors les calculs sont faits non seulement pour la première source détectée mais aussi pour les autres sources plus ou moins puissantes détectées, et l’écran est orienté selon la position angulaire la moins gênante pour le conducteur (respectivement pour le passager avant).

Dans divers modes de réalisation du système, on peut éventuellement avoir recours en outre à l’une et/ou à l’autre des dispositions suivantes.

Selon une configuration avantageuse l’articulation comprend une rotation selon un premier axe dans un plan médian vertical du véhicule, et une rotation selon un second axe perpendiculaire au premier axe, ce qui procure des rotations en adéquation avec ie placement de l’écran dans la planche de bord, mouvements de rotation qui sont perçus comme logiques par les occupants du véhicule.

Selon une configuration avantageuse l’écran sera de forme générale rectangulaire avec un des axes motorisés parallèle à un premier côté du rectangle et l’autre des axes motorisés parallèle à un deuxième côté du rectangle, perpendiculaire au premier côté. Les mouvements de rotation sont alors en cohérence avec le repère cartésien propre à l’écran.

Selon une réalisation, ii est prévu un support intermédiaire, monté à rotation sur l’embase selon le premier axe, et i’écran est monté à rotation sur ledit support intermédiaire selon le second axe. Ceci forme un montage fiable et robuste, simple à mettre en oeuvre.

Selon une réalisation, i'écran d'affichage est tactiie, et i’articulation comprend en outre une translation destinée à rapprocher ou éioigner i’écran du conducteur et/ou du passager. Ceci permet ou non i’interaction tactiie du conducteur (respectivement passager avant) avec l’écran. Le rapprochement peut être subordonné à des conditions de sécurité, et par conséquent autorisé contextueiiement.

Selon une réalisation particulière, le mouvement de translation est prévu perpendiculairement au premier axe dans ie support intermédiaire, de préférence au moyen d’une glissière avec un système à vis-ècrou ou un parallélogramme déformable avec un micro vérin. Ceci forme un montage fiable et robuste.

La présente invention concerne aussi un procédé mis en oeuvre dans un système multimédia d’interaction homme-machine, le système comprenant : • une embase de fixation, reliée solidairement à une planche de bord de véhicule automobile, • un écran d’affichage monté sur l’embase de fixation via une articulation à au moins deux axes motorisés, • une caméra, intégrée dans l’écran ou non, et une unité de commande, distincte ou intégrée à l’écran, le procédé comprenant les étapes suivantes : a) détecter la position de la tête / des yeux du conducteur et/ou du passager avant et la position d’au moins une source lumineuse prépondérante par rapport à l’écran, b) provoquer un déplacement de l’écran afin d’éviter que les yeux perçoivent un reflet de la source lumineuse prépondérante, c) réitérer les étapes a et b.

Dans divers modes de réalisation du procédé, on peut éventuellement avoir recours en outre à l’une et/ou à l’autre des dispositions suivantes.

Selon une réalisation particulière, le procédé peut comprendre en outre l’étape suivante : détecter un ou plusieurs mouvements du conducteur ou du passager et orienter l’écran vers le conducteur ou le passager avant ; la détection de mouvements permet ainsi de choisir l’orientation la plus pertinente pour l’écran.

Selon une réalisation particulière, l'unité de commande provoque l'orientation de l'écran vers le conducteur, dans les conditions où la caméra ne détecte pas de mouvements significatifs du passager avant, et/ou après une temporisation prédéfinie. On favorise ainsi le côté conducteur en l’absence de critère de décision pertinent.

Selon une réalisation particulière l'écran d'affichage est tactile et le procédé comprend les étapes suivantes : détecter un ou plusieurs mouvements du conducteur ou du passager avant et rapprocher et/ou éloigner l'écran par rapport au conducteur ou par rapport au passager avant. Ceci permet ou non l’interaction tactile du conducteur (respectivement passager avant) avec l’écran. Le rapprochement peut être subordonné à des conditions de sécurité, et par conséquent autorisé contextuellement. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un habitacle avant d'automobile avec un conducteur et un écran multimédia situé au centre de la planche de bord, avec le système proposé par la présente invention, - la figure 2 est une vue de côté, de la configuration correspondante à la figure 1, - la figure 3 est une vue de dessus, de la configuration correspondante à la figure 1, - la figure 4 est une vue en perspective de l'articulation entre l'embase de fixation et l'écran d'affichage avec les deux axes motorisés, - la figures représente une variante de l'articulation de la figure4, qui comprend en outre un mouvement de translation, - la figure 6 représente un bloc diagramme fonctionnel du système, - la figure 7 représente schématiquement le premier axe d’articulation, - la figure 8 représente schématiquement le second axe d’articulation.

Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.

Des modes de réalisation de l’invention sont décrits ci-après dans leur application non limitative. Il est bien entendu que l’invention ne se limite pas, toutefois à cet exemple.

Selon le mode de réalisation donnée en exemple, un écran multimédia 1 est disposé au centre de la planche de bord. L’écran en question sera préférentiellement tactile, bien que des versions non tactiles puissent également convenir pour la mise en œuvre de la présente invention. Cet écran multimédia fait partie d’un système d’interaction Homme-Machine (« IHM ») dans un véhicule automobile comprenant une pluralité de fonctions de communication, d’aide à la conduite et de divertissement. L’écran multimédia est de préférence de forme générale rectangulaire avec le petit côté horizontal et le grand côté sensiblement vertical.

La taille de l’écran multimédia est généreuse, elle sera comprise entre le format A5 et le format A4 par exemple. Le petit côté peut avoir une dimension comprise entre 10 cm et 20 cm, tandis que le grand côté peut avoir une dimension comprise entre 15 cm et 30 cm.

Dans le véhicule, nous avons un conducteur repéré CD et éventuellement un passager avant repéré PAV.

Dans le contexte de la présente Invention, Il y a au moins une source lumineuse prépondérante LS située soit à l’intérieur du véhicule soit à l’extérieur du véhicule.

Cette source lumineuse LS se reflète en tout point de la face avant de l’écran multimédia 1 de façon symétrique par rapport à une direction normale locale (notée N) à la face avant de l’écran. Dans certains cas, du point de vue des yeux du conducteur, il se produit alors un reflet qui handicape la visibilité des informations présentées à l’écran, le reflet gênant étant en fait la réflexion de la source lumineuse LS sur la face frontale de l’écran.

Les yeux du conducteur sont notés E1, E2, les yeux du passager avant sont notés E1’, E2’.

Il faut remarquer que, outre le conducteur CD, le passager avant PAV peut lui aussi souhaiter lire les informations présentes sur l’écran multimédia 1 et peut lui aussi être sujet à des réflexions d’une source lumineuse interne ou externe.

Il faut aussi noter que la position de la source lumineuse L5 prépondérante peut se déplacer, notamment lorsque le véhicule lui-même se déplace sur une route qu’elle soit rectiligne ou bien sur encore plus lorsque la route est sinueuse, ce qui est particulièrement le cas pour les sources lumineuses externes au véhicule, comme par exemple l’éclairage urbain, le soleil, les projecteurs d’autres véhicules, etc.

Afin de pouvoir éliminer des réflexions gênantes pour la lisibilité, l’écran multimédia 1 d’affichage est monté sur une embase de fixation 10 au moyen d’une articulation 4 à au moins deux axes motorisés. L’embase de fixation 10 peut être directement la planche de bord ou une pièce formant socle relié solidairement à la planche de bord.

Sur les figures, on nomme les axes et directions comme suit : X est la direction d’avancement du véhicule, donc la direction longitudinale, Y est la direction transversale correspondant à l’horizontale perpendiculaire àX, Z est la direction verticale, V est la direction du premier axe de rotation de l’articulation, inclinée vers l’avant par rapport à la verticale d’un angle prédéfini β par exemple comprise entre 15° et 30°, cf. figure 2. W est la direction du second axe de rotation de l’articulation 4, qui est perpendiculaire au premier axe V ; lorsque l’écran multimédia 1 est en position intermédiaire c’est-à-dire ni orienté vers le conducteur ni orienté vers le passager avant, alors la direction W est confondue avec la transversale Y.

Selon un premier exemple schématiquement illustré à la figure 4, le premier mouvement de rotation est prévu par rapport à l’embase de fixation, il s’agit d’une rotation autour de l’axe V. Cette rotation est motorisée par le moteur Ml (fixé à l’embase 10) qui entraîne un pignon 51 lequel est en prise avec une roue dentée 41 solidaire d’un arbre 31. L’arbre 31 du premier axe est disposé verticalement, il est reçu dans des paliers 13 pour autoriser le mouvement de rotation et à la fois interdire les autres degrés de liberté à cet endroit.

Un support intermédiaire 6 est fixé sur l’arbre 31 (nota : ils peuvent être formés intégralement en une seule pièce). Ce support intermédiaire 6 se présente dans l’exemple illustré comme un étrier avec un corps fixé sur l’arbre 31 et deux bras 61,62 qui s’étendent de part et d’autre, espacés l’un de l’autre dans la direction W.

Dans les portions d’extrémité des deux bras 61,62, sont prévus des paliers pour supporter un second arbre 8 avec un degré de liberté en rotation autour de l’axe W.

Le second arbre 8 est donc monté à rotation sur le support intermédiaire par rapport à l’axe W et le second arbre 8 est motorisé par le moteur M2 qui entraîne un pignon 52 lequel est en prise avec une roue dentée 42 solidaire du second arbre 8. Le moteur M2 est fixé au support intermédiaire 6. L’écran multimédia 1 est fixé sur le second arbre 8, de façon amovible ou non.

Selon un second mode de réalisation illustrée à la figure 5, outre les deux mouvements de rotation, il est prévu un mouvement de translation le long d’un axe T perpendiculaire à l’axe V et à l’axe W. A cet effet, on prévoit une glissière dans le support intermédiaire 6 pour recevoir un second support intermédiaire noté 7. Le support intermédiaire 6 est appelé dans ce cas « premier support intermédiaire » 6.

Dans cette configuration, c’est le second support intermédiaire 7 qui porte les bras 71, 72 avec les paliers de réception du second arbre.

Ce troisième degré de liberté est lui aussi motorisé au moyen, dans l’exemple illustré, d’une liaison de type pignon-crémaillère (avec pignon 53 et crémaillère 43) ; le pignon étant entraîné par un moteur noté M3 fixé au support intermédiaire 6. Dans cette configuration le moteur M2 est fixé au second support intermédiaire 7.

Dans d’autres modes de réalisation, la motorisation peut faire appel à un mécanisme vis-écrou entraîné par le moteur M3.

Dans d’autres modes de réalisation, le mouvement de translation peut être obtenu par le biais un parallélogramme déformable mû par un vérin.

Dans encore d’autres modes de réalisation, le troisième degré de liberté pourrait être différent d’une translation, par exemple une translation combinée à une rotation en moyen d’une liaison à quatre barres.

La figure 6 illustre le schéma de principe de commande du système. Une unité de commande3 pilote chacun des moteurs Ml, M2 et le cas échéant M3, pour provoquer un déplacement angulaire de l’écran multimédia 1. Le calculateur utilise comme données d’entrée les images fournies par la caméra 2.

Le traitement analytique de ces images permet de repérer les yeux du conducteur E1, E2 et le cas échéant les yeux du passager avant E1 E2’.

Le traitement analytique de ces images permet également de repérer les sources lumineuses L5 les plus importantes.

Grâce à ces données, l’unité de commande 3 peut déterminer la présence de risque de reflet en construisant l’ensemble des trajets optiques depuis la ou les sources lumineuses L5 prépondérantes sur toute la surface utile de l’écran multimédia 1. S’agissant de la caméra 2, on choisit de préférence une caméra grand-angle avec une correction numérique de l’effet « fish-eye ».

Dans l’exemple illustré, l’écran multimédia 1 et l’unité de commande 3 sont intégrés dans une seule et même entité ; toutefois il pourrait en être autrement et ils pourraient être séparés.

De même, dans l’exemple illustré, la caméra 2 est intégrée à l’écran multimédia 1 ; toutefois il pourrait en être autrement et la caméra 2 pourrait être dans un autre équipement du véhicule destiné à surveiller la somnolence du conducteur par exemple.

Comme illustré aux figures 7 et 8, le débattement angulaire de la première rotation notée 6V peut être typiquement de +/-30° par rapport à une position centrée médiane, repérée θο. Ainsi, Θ1 (-30°) correspond à une inclinaison optimale vers le passager avant PAV, alors que Θ2 (+30°) correspond à une inclinaison optimale vers le conducteur CD. Le débattement angulaire de la première rotation notée OV pourrait être supérieur à +/- 30°, par exemple +/- 45°.

De manière similaire, le débattement angulaire de la seconde rotation notée aW par rapport à une position neutre repérée aO est de [-15°, +30°]. La position neutre repérée aO (référencée par rapport à l’horizontale) correspond à la perpendiculaire à V, donc aO = β.

Pour les débattements extrêmes, al (-15°) correspond à une inclinaison maximale vers le bas alors que a2 (+30°) correspond à une inclinaison maximale vers le haut.

Dans le second mode de réalisation, la course entre le second support intermédiaire 7 et le premier support intermédiaire 6 est typiquement de l’ordre de 40 mm à 100 mm.

Comme évoqué plus haut, l’unité de commande 3 construit géométriquement l’ensemble des trajets optiques depuis la ou les sources lumineuses détectée sur toute la surface utile de l’écran et compare ces trajets optiques avec la position détectée des yeux du conducteur CD (et le cas échéant du passager avant PAV). Si les yeux du conducteur CD sont dans une des zones de trajets calculés, alors l’unité de commande 3 calcule une meilleure orientation de l’écran multimédia 1 et si cette position est autorisée (et/ou atteignable), alors l’unité de commande 3 commande les moteurs M1, M2 pour que l’écran soit déplacé jusqu’à atteindre l’orientation cible.

Ces calculs (et déplacements éventuels) sont faits de façon récurrente. L’unité de commande 3 itère les phases suivantes de : • détection des yeux (E1, E2) du conducteur et/ou du passager avant (E1’, E2’) • détection de la position des sources lumineuses LS par rapport à l’écran multimédia 1, • puis le calcul d’une meilleure orientation de l’écran multimédia 1, • et si cette position est autorisée (et/ou atteignable), commande les moteurs M1, M2 pour que l’écran multimédia 1 soit déplacé jusqu’à atteindre l’orientation cible.

Cet ajustement pet être appelé « fonction anti-reflet ». L’ajustement « anti-reflet » est donc réalisée en permanence, en fonction du conducteur seul CD si il n’y a pas de passager avant. S’il y a en outre un passager avant PAV, alors le calcul est fait pour les deux personnes ; s’il y a un conflit entre les deux décisions, alors la « priorité » est donnée au conducteur CD. L’analyse des images par l’unité de commande 3 permet donc de détecter des entités bien localisées (sources lumineuses, yeux).

De plus, l’analyse des images est aussi destinée à détecter les mouvements et gestes du conducteur CD (et le cas échéant un passager avant PAV). Il s’agit notamment des gestes faits par la main en direction ou à proximité de l’écran multimédia 1. Quand il y a deux personnes (conducteur et passager), la détection des gestes permet d’orienter l’écran multimédia 1 vers la personne la plus active.

Plus précisément, le l’unité de commande 3 calcule un index d’activité pour chacune des personnes, selon l’intensité des gestes et leur fréquence. L’unité de commande 3 peut décider en fonction de différents critères d’orienter l’écran multimédia 1 vers la personne active (respectivement la personne la plus active). L’analyse des mouvements et gestes du conducteur CD (et le cas échéant un passager avant PAV) permet aussi de déclencher un rapprochement de l’écran multimédia 1 vers la personne active (respectivement la personne la plus active). Le rapprochement est obtenu par le mouvement de translation décrit plus haut.

Le rapprochement peut être subordonné à des conditions de sécurité, comme par exemple uniquement si le véhicule est à vitesse nulle.

Donc le rapprochement sera typiquement autorisé contextuellement selon des critères prédéfinis. Il faut noter que les critères pour le conducteur sont différents des critères pour le passager avant.

Par exemple si l’écran multimédia 1 a été rapproché du conducteur CD et que la vitesse du véhicule devient non nulle (> 5 km/h par exemple) l’écran multimédia 1 sera ramené à la position la plus rétractée pour empêcher que le conducteur CD continue à utiliser la fonction tactile de l’écran multimédia 1. La même restriction ne s’appliquera pas au passager.

Claims

REVENDICATIONS

1. Système multimédia d’interaction homme-machine, comprenant : • une embase de fixation (10), reliée solidairement à une planche de bord de véhicule automobile, • un écran (1) d’affichage caractérisé en ce qu’il est monté sur l’embase de fixation via une articulation (4) à au moins deux axes motorisés, • une caméra (2), intégrée dans l’écran ou non, configurée pour détecter la position des yeux (El, E2) du conducteur (CD) et/ou du passager avant (PAV) et pour détecter la position d’au moins une source lumineuse prépondérante (LS) par rapport à l’écran (1), • une unité de commande (3), distincte ou intégrée à l’écran (1), configurée pour provoquer un déplacement de l’écran (1 ) afin d’éviter que les yeux perçoivent un reflet de la source lumineuse prépondérante.
2. Système selon la revendication 1, dans lequel l’articulation (4) comprend une rotation selon un premier axe (V) dans un plan médian vertical du véhicule, et une rotation selon un second axe (W) perpendiculaire au premier axe.
3. Système selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel l’écran (1) est de forme générale rectangulaire avec un des axes motorisés parallèle à un premier côté du rectangle et l’autre des axes motorisés parallèle à un deuxième côté du rectangle, perpendiculaire au premier côté.
4. Système selon la revendication 2, dans lequel II est prévu un support intermédiaire (6), monté à rotation sur l’embase de fixation (10) selon le premier axe (V), et l’écran (1) étant monté à rotation sur ledit support intermédiaire (6) selon le second axe (W).
5. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'écran (1) d'affichage est tactile, et l’articulation (4) comprend en outre une translation destinée à rapprocher ou éloigner l’écran (1) du conducteur (CD) et/ou du passager avant (PAV).
6. Système selon la revendication 5, dans lequel le mouvement de translation est prévu perpendiculairement au premier axe (V) dans le support intermédiaire (6), de préférence au moyen d’une glissière avec un système à vis-écrou ou un parallélogramme déformable avec un micro vérin.
7. Procédé mis en oeuvre dans un système multimédia d’interaction homme-machine, le système comprenant : • une embase de fixation (10), reliée solidairement à une planche de bord de véhicule automobile, • un écran (1) d’affichage monté sur l’embase de fixation (10) via une articulation (4) à au moins deux axes motorisés, • une caméra (2), intégrée dans l’écran (1) ou non, et une unité de commande (3), distincte ou intégrée à l’écran, le procédé comprenant les étapes suivantes : a) détecter la position des yeux (El, E2) du conducteur (CD) et/ou du passager avant (El’, E2’) et la position d’au moins une source lumineuse prépondérante (LS) par rapport à l’écran (1), b) provoquer un déplacement de l’écran (1 ) afin d’éviter que les yeux perçoivent un reflet de la source lumineuse prépondérante (LS), c) réitérer les étapes a et b.
8. Procédé selon la revendication 7, le procédé comprenant en outre l’étape de détecter un ou plusieurs mouvements du conducteur (CD) ou du passager avant (PAV) et orienter l’écran vers le conducteur (CD) ou le passager avant (PAV).
9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l'unité de commande (3) provoque l'orientation de l'écran (1) vers le conducteur (CD), dans les conditions où la caméra (2) ne détecte pas de mouvements significatifs du passager avant (PAV), et/ou après une temporisation prédéfinie.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel l'écran (1) d'affichage est tactile et dans lequel le procédé comprend l'étape de détecter un ou plusieurs mouvements du conducteur (CD) ou du passager avant (PAV) et rapprocher et/ou éloigner l’écran (1) par rapport au conducteur (CD) ou par rapport au passager avant (PAV).